裂隙岩体的粘弹塑性应力变形分析及其工程应用

摘要

裂隙岩体是一类常见的工程岩体,其强度、变形和稳定性主要受结构面的控制.该文采用块体单元法来模拟岩体变形的不连续性,以块体单元之间的接触缝面单元来模拟岩体中的结构面,在接触缝面单元的本构关系上引入西原模型来研究岩体的流变性质,并进行了工程应用.所做的主要工作如下:1.系统地介绍了块体单元法的理论,进行了相关的理论公式的推导.2.引入块体的常应变作为基本未知量,从而使计算能够考虑块体的弹性,大大增加了计算的精度.3.将弹—粘弹—粘塑性复合流变模型——西原模型的本构关系引入块体单元法理论中,将其作为块体之间接触缝面的本构关系,进行了相关公式的推导并列出了相应的粘弹性和粘塑性阶段的计算步骤,同时进行了相应的程序编制工作.4.在锚杆支护的加固模拟上,将锚杆视为穿越块体的特殊元件,参与块体单元协同工作,形成加锚单元的综合效应模型.将锚杆的劲度加入到系统的整体劲度矩阵中,直接而又比较客观的反映了锚杆对岩体的加固效果,并推导了相应的理论公式.5.在上面的理论研究基础上进行了工程应用,对瀑布沟水电站大跨度地下洞室群中代表性较好的5号机组段进行了计算,取得了较好的计算效果,并对计算成果进行了分析.

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1 裂隙岩体的工程特性及分析研究意义

1.2 裂隙岩体的分析研究方法及动态

1.3 本文的工作

第二章块体单元法

2.1 基本理论

2.2 块体弹性的考虑

2.3 材料非线性考虑

第三章块体单元法应用于岩体流变分析

3.1 岩体流变分析概述

3.2 在块体单元法中引入流变本构模型来分析岩石流变问题

第四章地下洞室的粘弹塑性流变分析

4.1 围岩初始地应力场的处理

4.2 地下水荷载的考虑

4.3 开挖释放荷载的计算

4.4 考虑分步开挖施工的地下洞室围岩粘弹塑性流变分析

4.5 支护系统的加固效果分析

第五章瀑布沟水电站地下厂房粘弹塑性应力变形分析

5.1 工程概况

5.2 计算基本资料

5.3 计算成果及分析

第六章结论与展望

6.1 全文总结

6.2 展望

参考文献

致谢